基于Unity 3D的小车自主行驶虚拟现实设计与实现

摘要

近年来，计算机软硬件技术的突飞猛进为虚拟现实的发展打下很好的基础。虚拟现实技术的成熟使得一些带有高危险、高成本作业可以借助人工智能来完成。针对这些项目，可以实现在虚拟环境中预先模拟练习，对风险预先评估，避免一些没有必要的损失，一方面可以节省用于建造物理模拟环境的巨大经费，另一方面可以方便地修改虚拟环境的物理参数。
　　本文设计了基于Unity3D的小车自主行驶虚拟现实系统，重点实现了远程监控端软件。小车选择实验室即有的小车并稍作改变，远程监控端选用平板电脑作为硬件平台，并搭载相应的软件。远程监控端在无线网络环境下与小车建立通信连接，然后选择要测试的虚拟场景；根据虚拟场景中物体的相对位置手动规划路径，路径信息经过计算处理后打包发送给小车，小车接收到数据包进行解析，并在真实环境中自主行驶，实时反馈运动状态给虚拟场景，虚拟小车根据反馈数据与小车近似同步行驶。本设计界面利用Unity3D的UGUI实现，在保证用户体验效果的同时实现了一些辅助功能，主要有对虚拟场景的操作，获取真实环境下的视频和某些时刻的照片，对虚拟场景界面进行状态保存，在本地存储小车在每一时刻的姿态，实现小地图功能，进行碰撞检测等。通过测试小车自主行驶虚拟现实系统验证了远程监控端可以满足本课题的基本要求，并且具有较强的稳定性，这对于进一步技术的扩展开发提供了借鉴。